Specyfika cech fizykomechanicznych konstrukcyjnych stali nierdzewnych

• Autorzy: Tylek I. , Kuchta K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.142

Warianty tytułu

EN

The specificity of physico-mechanical properties of structural stainless steels

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Projektowanie elementów konstrukcji budowlanych ze stali nierdzewnych jest objęte normą europejską PN-EN 1993-1-4 [7], rozszerzającą stosowanie wybranych części Eurokodu 3 o stale nierdzewne o strukturze ferrytycznej, austenitycznej i austenityczno-ferrytycznej. W pracy wskazano zdefiniowane w normie PN-EN 1993-1-4 [7] rodzaje zastosowań stali nierdzewnych w realizacjach budowlanych i specyfikę doboru gatunku stali nierdzewnej, która ma wpływ nie tylko na nośność konstrukcji, ale również na jej trwałość. Podano klasyfikację stali nierdzewnych oraz systemy oznaczania jej gatunków, a także syntetycznie opisano wpływ struktury wewnętrznej stali nierdzewnej na jej właściwości fizyczne, mechaniczne i technologiczne. Różnice między właściwościami fizykomechanicznymi stali nierdzewnych i stali węglowych omówiono, biorąc pod uwagę podstawowe właściwości materiałowe, takie jak moduł Younga czy granica plastyczności, a także przebieg zależności naprężenie-odkształcenie oraz zachowanie się materiału podczas formowania na zimno i w podwyższonych temperaturach. W pracy podano również zakres stosowalności normy europejskiej PN-EN 1993-1-4 [7] do projektowania konstrukcji ze stali nierdzewnych, a także zestawiono parametry wytrzymałościowe wybranych gatunków stali nierdzewnych dopuszczonych do stosowania w budownictwie. Omówiono właściwości antykorozyjne stali nierdzewnej i ich wpływ na trwałość obiektów budowlanych. Zaznaczono, że chociaż poważną wadą stali nierdzewnej ograniczającą jej stosowanie w budownictwie jest wysoka i niestabilna cena materiału, to właściwie zaprojektowana i wykonana konstrukcja z tej stali zazwyczaj nie wymaga dodatkowych zabiegów konserwacyjnych. W porównaniu ze stalą węglową obniża to koszty związane z utrzymaniem konstrukcji i może być czynnikiem decydującym o zastosowaniu tego materiału na elementy nośne konstrukcji budowlanej.

EN

Design of building structure members is covered by European Standard PN-EN 1993-1-4 [7] that extend the application of selected parts of Eurocode 3 to ferritic, austenitic and austeniticferritic stainless steels. Defined in PN-EN 1993-1-4 [7] types of stainless steel applications in building structures and specific character of stainless steel grade choice having influence not only on structure carrying capacity but also on its durability were pointed out in the paper. Stainless steel classification and designation system for stainless steel grades were given. It was also briefly described how stainless steel microstructure affect its physical, mechanical and technological properties. Differences between stainless steel and carbon steel physical and mechanical properties were discussed taking into account the basic material properties such as Young’s modulus or yield strength and also stress-strain relationship or material behaviour during cold working and in elevated temperatures. The article also indicated the scope of the applicability of the European Standard PN-EN 1993-1-4 [7] to design stainless steels structural members and summarizes the strength parameters of selected grades of stainless steel permitted to use in building structures. Stainless steels resistance to corrosion and its effect on durability of building structures were described. It was noted that, although the major disadvantage of stainless steel, limiting its use in building structures is high and volatile price of the material, properly design and executed structure made of stainless steel usually requires no additional maintenance. In comparison with carbon steel it reduces the costs associated with the maintenance of the structure and can be the factor that decide of using this material for load-bearing members.

Słowa kluczowe

PL

stal nierdzewna; klasyfikacja; mikrostruktura; właściwości materiałowe; trwałość; PN-EN 1993-1-4

EN

stainless steel; classification; microstructure; material properties; durability; PN-EN 1993-1-4

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 4
• Strony: 263--282
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Tylek I.

• Politechnika Krakowska

autor

Kuchta K.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] International Molybdenum Association: Practical guidelines for the fabrication of duplex stainless steels. London 2009.
• [2] Kuchta K., Tylek I.: Application of stainless steels in building structures. Technical Transactions. Civil Engineering, 3-B/2013, pp.19-42.
• [3] Leffler B.: Stainless steel and their properties, www.hazmetal.com (30.01.2014).
• [4] PN-EN 1993-1-1. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków.
• [5] PN-EN 1993-1-2. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-2: Reguły ogólne – Obliczanie konstrukcji z uwagi na warunki pożarowe.
• [6] PN-EN 1993-1-3. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-3: Reguły ogólne – Reguły uzupełniające dla konstrukcji z kształtowników i blach profilowanych na zimno.
• [7] PN-EN 1993-1-4. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-4: Reguły ogólne – Reguły uzupełniające dla konstrukcji ze stali nierdzewnych.
• [8] PN-EN 1993-1-5. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-5: Blachownice.
• [9] PN-EN 1993-1-8. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-8: Projektowanie węzłów.
• [10] PN-EN 1993-1-10. Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-10: Dobór stali ze względu na odporność na kruche pękanie i ciągliwość międzywarstwową.
• [11] PN-EN 10027-2: Systemy oznaczania stali. System cyfrowy.
• [12] PN-EN 10088-1: Stale odporne na korozję. Część 1: Gatunki stali odpornych na korozję.
• [13] PN-EN 10088-2: Stale odporne na korozję. Część 2: Warunki techniczne dostawy blach i taśm ze stali nierdzewnych ogólnego przeznaczenia.
• [14] PN-EN 10088-3: Stale odporne na korozję. Część 3: Warunki techniczne dostawy półwyrobów, prętów, walcówki, drutu, kształtowników i wyrobów o powierzchni jasnej ze stali nierdzewnych ogólnego przeznaczenia.
• [15] PN-EN 10088-4: Stale odporne na korozję. Część 4: Warunki techniczne dostawy blach grubych, blach cienkich i taśm ze stali nierdzewnych do zastosowań konstrukcyjnych.
• [16] PN-EN 10088-5: Stale odporne na korozję. Część 5: Warunki techniczne dostawy prętów, walcówki, drutu, kształtowników i wyrobów o powierzchni jasnej ze stali nierdzewnych do zastosowań konstrukcyjnych.
• [17] PN-EN ISO 12944-1: Farby i lakiery. Ochrona przed korozją konstrukcji stalowych za pomocą ochronnych systemów malarskich. Część 1: Ogólne wprowadzenie.
• [18] Nethercot D.A.: Design of stainless steel structures: Approaches recognising the actual material characteristics. Proc. of the 12th International Conference on Metal Structures – ICMS. Wrocław 2011, pp. 66-84.
• [19] Schlaich M., Bleicher A., Pasternak H.: Der Porsche Pavillon in Monocoque- Bauweise. Bauingenieur, nr 89 (2014), pp. 1-10.
• [20] The European Stainless Steel Development Association Euro Inox and The Steel Construction Institute: Design manual for structural stainless steel – Commentary, 2nd ed., 2003.
• [21] The European Stainless Steel Development Association Euro Inox: Własności stali odpornych na korozję. Luxembourg 2002.
• [22] The European Stainless Steel Development Association Euro Inox: What is stainless steel.
• [23] Tylek I.: Szerokość efektywna ścianek przekrojów ze stali nierdzewnej. II Międzynarodowa Polsko-Ukraińska Konferencja Naukowa „Aktualne problemy konstrukcji metalowych”, Gdańsk 27-28.11.2014, s. 237-240.
• [24] Tylek I., Kuchta K.: Mechanical properties of structural stainless steels. Technical Transactions. Civil Engineering, no 4-B/2014, pp. 59-80.
• [25] Tylek I., Kuchta K.: Physical and technological properties of structural stainless steel. Technical Transactions. Civil Engineering, no 4-B/2014, pp. 81-100.